專利名稱：：一種圖案化生化分析試紙的制作方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及生化分析產(chǎn)品開發(fā)及其應(yīng)用，特別提供了一種圖案化生化分析試紙、其制作方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：試紙作為一種成本低廉、操作簡(jiǎn)單的分析手段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活，例如，測(cè)孕試紙、PH試紙、尿液檢測(cè)試紙等。與傳統(tǒng)的用于多種指標(biāo)檢測(cè)的生化分析試紙的制作方法相比，本發(fā)明一次成型、操作簡(jiǎn)單、耗時(shí)少、成本低，尤其適用于各類小型實(shí)驗(yàn)室以及現(xiàn)場(chǎng)制作。本圖案化生化分析試紙也被稱為紙上微流控芯片(Paper-basedmicrofluidics)或紙上實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-paper)。目前文獻(xiàn)報(bào)道的圖案化生化分析試紙制作方法主要包括光刻蝕法、石蠟印刷法、繪制法等，它們的主要局限是所涉及的儀器(例如，光刻儀、噴蠟打印機(jī)、機(jī)械繪制儀等)與材料(例如，光刻膠SU8、打印機(jī)專用石蠟、聚二甲基硅氧烷等)成本極為高昂且不常見，同時(shí)操作步驟相對(duì)繁瑣費(fèi)時(shí)，并對(duì)操作人員要求較高的專業(yè)技能，因而不適于各類小型實(shí)驗(yàn)室或野外現(xiàn)場(chǎng)制作圖案化生化分析試紙，限制了這種新型多指標(biāo)生化分析試紙?jiān)谥T多令頁域的廣泛應(yīng)用(PatternedPaperasaPlatformforInexpensive,Low-VoIume,PortableBioassays.Andresff.Martinez,ScottT.Phillips,ManishJ.ButteandGeorgeM.Whitesides.Angew.Chem.1nt.Ed.2007,46,1318-1320;FabricationandCharacterizationofPaper-BasedMicrofluidicsPreparedinNitrocelluloseMembraneByWaxPrinting.YaoLu,WeiweiShi,JianhuaQinandBingchengLin.Anal.Chem.2010,82,329-335;Low-CostPrintingofPoly(dimethylsiloxane)BarriersToDefineMicrochannelsinPaperDerekA.Bruzewicz,MeitalReches,andGeorgeM.Whitesides.Anal.Chem.2008,80,3387-3392)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種圖案化生化分析試紙的制作方法及應(yīng)用。圖案化生化分析試紙的制作方法具體步驟為:先將固體蠟在加熱設(shè)備(例如電熱板，調(diào)節(jié)其溫度稍高于所用蠟的融化溫度)上融化成液體，再將具有所需圖案的金屬模板浸入該液體蠟中繼續(xù)加熱5-10分鐘，隨后把沾上了液體蠟的金屬模板當(dāng)作印章印在吸水紙表面，金屬模板上的液體蠟被吸水紙吸收，冷卻后形成以蠟為疏水性阻擋物的多個(gè)毫米級(jí)的親水通道，在設(shè)定的反應(yīng)區(qū)域加入生化分析檢測(cè)試劑就得到圖案化生化分析試紙。所述金屬模板為利用常規(guī)激光切割或線加工技術(shù)，采用空心、陽刻或陰刻模式，力口工鐵、銅或不銹鋼等金屬材料制作而成。所述吸水紙為濾紙、層析紙和硝酸纖維素膜中的一種。本發(fā)明制得的圖案化生化分析試紙應(yīng)用于尿液、血液、血清、唾液和水等液體樣本的多指標(biāo)生化分析，即制作成尿液檢測(cè)試紙、血液檢測(cè)試紙、血清檢測(cè)試紙、唾液檢測(cè)試紙和水質(zhì)監(jiān)測(cè)試紙；這些試紙能夠?qū)δ蛞?、血液、血清、唾液和水等液體樣本進(jìn)行過濾，去除雜質(zhì)，將尿液、血液、血清、唾液和水等液體樣本直接應(yīng)用于生化分析檢測(cè)。本發(fā)明提供的圖案化生化分析試紙的作用原理是通過蠟在吸水紙中形成毫米級(jí)的親水性通道，隨后利用它的疏水性質(zhì)來限制液體樣品按照預(yù)先設(shè)計(jì)的路線到達(dá)指定的反應(yīng)區(qū)域，完成檢測(cè)分析。同時(shí)由于蠟已經(jīng)把各個(gè)反應(yīng)區(qū)域分隔開來，各個(gè)指標(biāo)間的分析不會(huì)相互干擾。本發(fā)明用成本低廉且常見易得的蠟取代光刻膠、打印機(jī)專用石蠟、聚二甲基硅氧烷等各種成本高昂且不常見的材料在紙上形成毫米級(jí)的親水通道；用圖案化的金屬模板一步印刷制作生化分析試紙，不需任何價(jià)格昂貴的專業(yè)儀器，操作步驟簡(jiǎn)單，尤其是具有圖案的金屬模板可以反復(fù)使用，而幾乎對(duì)操作人員沒有專業(yè)技能要求，有可能取代現(xiàn)有的多指標(biāo)測(cè)試試紙的制作方法，適合商業(yè)開發(fā)，從而在各類小型實(shí)驗(yàn)室推廣使用。圖1為本發(fā)明實(shí)施例雙通道圖案化試紙制作和生化分析流程圖。其中:1為薄鐵片模板印章；2_蠟；3_濾紙；4_滴加了0.6M碘化鉀水溶液和辣根過氧化酶/葡萄糖氧化酶混合溶液的圓形檢測(cè)區(qū)用于葡萄糖檢測(cè)；5_中心加樣品溶液區(qū)；6-滴加了0.25M檸檬酸緩沖液(PH=L8)和3.3mM四溴酚藍(lán)的乙醇溶液的方形檢測(cè)區(qū)用于牛血清白蛋白(BSA);7_葡萄糖檢測(cè)顯色結(jié)果；8-BSA檢測(cè)顯色結(jié)果。圖2為本發(fā)明實(shí)施例利用空心鐵模板印章印刷制作的雙通道圖案化生化分析試紙?jiān)诘渭硬噬H水性墨水表征前(左)和表征后(右)的結(jié)果圖。其中:1-雙通道圖案化生化分析試紙；2_彩色親水性墨水。圖3為本發(fā)明實(shí)施例一系列不同濃度的牛血清白蛋白(BSA)和葡萄糖(Glucose)混合溶液的同時(shí)檢測(cè)結(jié)果。其中:1-葡萄糖(Glucose);2_牛血清白蛋白(BSA)。具體實(shí)施例方式實(shí)施例:一、利用空心鐵模板印章印刷制作圖案化生化分析試紙:如圖1所示，先將固體蠟在電熱板上融化成液體，再將空心鐵模板浸入該液體蠟中繼續(xù)加熱5分鐘，隨后把沾上了液體蠟的空心鐵模板當(dāng)作印章印在濾紙表面；由于空心鐵模板本身還具有較高的溫度，沾在它表面上的蠟仍然保持液體狀態(tài)被濾紙吸收，待冷卻凝固后就可以阻斷濾紙的纖維，形成多個(gè)毫米級(jí)的親水通道(參見圖2)，最后在設(shè)定的反應(yīng)區(qū)域加入生化分析檢測(cè)試劑就可以得到圖案化生化分析試紙。二、利用制備的圖案化生化分析試紙同時(shí)檢測(cè)不同濃度的葡萄糖和牛血清白蛋白(BSA):試紙中的圓形區(qū)域和方形區(qū)域分別用于葡萄糖和BSA的檢測(cè)。1、葡萄糖檢測(cè):首先在試紙上的圓形檢測(cè)區(qū)加入0.5μL濃度為0.6M的碘化鉀水溶液，然后在上面滴加0.5μL體積比為5:1的辣根過氧化酶和葡萄糖氧化酶的混合溶液。2、牛血清白蛋白(BSA)檢測(cè):首先在試紙上的方形檢測(cè)區(qū)加入0.5μL檸檬酸緩沖液(濃度為0.25Μ，ρΗ=1.8)，然后在上面繼續(xù)滴加0.5μL溶劑為乙醇、濃度為3.3mM的四溴酚藍(lán)溶液。3、待步驟(I)圓形檢測(cè)區(qū)和步驟(2)方形檢測(cè)區(qū)里的溶液在空氣(室溫)中干燥后，在中心加樣處加入葡萄糖和BSA的混合溶液，混合溶液按圖3中上下對(duì)應(yīng)的濃度混合(即OmM葡萄糖和OmMBSA混合、15mM葡萄糖和50mMBSA混合、30mM葡萄糖和75mMBSA混合、60mM葡萄糖和IOOmMBSA混合、120mM葡萄糖和125mMBSA混合)，混合溶液在毛細(xì)管作用下自動(dòng)流向兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，并與其中的干燥試劑反應(yīng)并顯色；其中BSA目標(biāo)物將在酸性條件下與溴酚藍(lán)反應(yīng)得到藍(lán)色產(chǎn)物；而葡萄糖目標(biāo)物將在葡萄糖氧化酶與辣根過氧化酶共同催化作用下與碘化鉀反應(yīng)生成黃顏色產(chǎn)物。兩種產(chǎn)物的顏色分別與各自對(duì)應(yīng)分析物的濃度呈現(xiàn)一定的線性關(guān)系。換句話說，試紙中反應(yīng)區(qū)域上產(chǎn)物的顏色越深，間接反映出樣品中對(duì)應(yīng)分析物濃度越高。圖3是一系列不同濃度的牛血清白蛋白(BSA)和葡萄糖(Glucose)混合溶液的同時(shí)檢測(cè)結(jié)果。權(quán)利要求1.一種圖案化生化分析試紙的制作方法，其特征在于具體步驟為:先將固體蠟在加熱設(shè)備上融化成液體，再將具有所需圖案的金屬模板浸入該液體蠟中繼續(xù)加熱5-10分鐘，隨后把沾上了液體蠟的金屬模板當(dāng)作印章印在吸水紙表面，金屬模板上的液體蠟被吸水紙吸收，冷卻后形成以蠟為疏水性阻擋物的多個(gè)毫米級(jí)的親水通道，在設(shè)定的反應(yīng)區(qū)域加入生化分析檢測(cè)試劑就得到圖案化生化分析試紙；所述金屬模板為利用常規(guī)激光切割或線加工技術(shù)，采用空心、陽刻或陰刻模式，加工鐵、銅或不銹鋼金屬材料制作而成；所述吸水紙為濾紙、層析紙和硝酸纖維素膜中的一種。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案化生化分析試紙的應(yīng)用，其特征在于圖案化生化分析試紙應(yīng)用于尿液、血液、血清、唾液和水液體樣本的多指標(biāo)生化分析，即制作成尿液檢測(cè)試紙、血液檢測(cè)試紙、血清檢測(cè)試紙、唾液檢測(cè)試紙和水質(zhì)監(jiān)測(cè)試紙；這些試紙能夠?qū)δ蛞?、血液、血清、唾液和水液體樣本進(jìn)行過濾，去除雜質(zhì)，將尿液、血液、血清、唾液和水液體樣本直接應(yīng)用于生化分析檢測(cè)。全文摘要本發(fā)明公開了一種圖案化生化分析試紙的制作方法及應(yīng)用。所述試紙是由蠟和吸水紙組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)；其制作方法是先將固體蠟在加熱設(shè)備上融化成液體，再將具有所需圖案的金屬模板浸入該液體蠟中繼續(xù)加熱5-10分鐘，隨后把沾上了液體蠟的金屬模板當(dāng)作印章印在吸水紙表面，模板上的液體蠟被吸水紙吸收，冷卻后就可以形成以蠟為疏水性阻擋物的多個(gè)毫米級(jí)的親水通道，在設(shè)定的反應(yīng)區(qū)域加入生化分析檢測(cè)試劑就可以得到圖案化生化分析試紙；所述圖案化生化分析試紙應(yīng)用于尿液、血液、血清、唾液、水等各種液體樣本的多指標(biāo)生化分析；本發(fā)明的制作方法具有成本低、操作簡(jiǎn)單、快速等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)G01N21/78GK103105392SQ20131001911公開日2013年5月15日申請(qǐng)日期2013年1月20日優(yōu)先權(quán)日2013年1月20日發(fā)明者張?jiān)?聶瑾芳,周財(cái)斌,楊昭君申請(qǐng)人:桂林理工大學(xué)